اتومبیل RC خودمختار: 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

با ظهور خودروهای خودران و خودمختار امروز ، تصمیم گرفتم چالش ساختن یکی از خودم را بر عهده بگیرم. این پروژه همچنین به عنوان پروژه اصلی من در کلاسهای طراحی و توسعه مهندسی و رباتیک عمل کرد و در مسابقه STEM دبیرستان جایزه بهترین وسیله نقلیه خودران را دریافت کرد.

به جای اینکه از ابتدا شروع کنم ، من از یک ماشین RC که قبلاً داشتیم استفاده کردم و آن را با یک برد RedBoard Arduino Uno جفت کردم. من آردوینو را به دلیل سهولت استفاده و برنامه نویسی آن انتخاب کردم.

برای کسانی که تعجب می کنند ، این خودرو دارای Redcat Racing 03061 ESC-Splash-Resistant ESC با موتور برس است. ESC قبلاً با استفاده از کنترلر همراه خودرو برنامه ریزی شده بود. من این را با موتور بدون برس آزمایش نکرده ام ، زیرا ما یک موتور در دست نداریم ، اما هر کسی می تواند این پروژه را با یک موتور بدون برس امتحان کند.

به طور خلاصه ، این خودرو اطلاعات (5) سنسورهای اولتراسونیک HC-SR04 را جمع آوری می کند. این داده ها به آردوینو برمی گردد ، جایی که در مورد نحوه حرکت تصمیم گیری می کند. سپس آردوینو سروو و موتور فرمان را مطابق آن کنترل می کند. این برنامه از کتابخانه استاندارد سروو آردوینو برای انجام این کار استفاده می کند و هیچ کتابخانه اضافی لازم نیست.

این اتومبیل قادر به کنترل سرعت متغیر از طریق یک پتانسیومتر و پشتیبان گیری از دیوار هنگام برخورد با آن است. علاوه بر این ، ماشین می تواند خود را اصلاح کند اگر بیش از حد به دیوار نزدیک شود با دور شدن خود.

مرحله 1: لیست قطعات

سلب مسئولیت: من قطعات مورد نیاز برای خود خودرو را شامل نمی شوم ، فقط قطعات اضافی فراتر از خودرو را شامل می شود. ESC ، موتور ، شاسی ، باتری و … همه برای این کار لازم است.

شما نیاز خواهید داشت:

(1) Arduino Uno - بازی های حذفی به خوبی کار می کنند

(1) تخته نان - برای این پروژه ، من ریل +/- را از یک تخته نان برداشته و از یک تخته نان کوچکتر دیگر استفاده کردم. هر اندازه ای مناسب است

(5) سنسورهای اولتراسونیک HC-SR04

(1) پتانسیومتر - برای کنترل سرعت خودرو استفاده می شود

(20) سیمهای دوپونت زن - مرد - من اکیداً توصیه می کنم در صورت نیاز از سیمهای دیگر استفاده کنید.

لحیم کاری آهن با لحیم کاری

منبع تغذیه آردوینو - در این مورد ، من از (6) باتری 1.2 ولت AA به صورت سری استفاده کردم. پاوربانک های خارجی تلفن و رایانه لوحی مانند این نیز در صورت اتصال به پورت USB به خوبی کار خواهند کرد.

نوار ، چسب حرارتی و/یا هر وسیله دیگری که برای چسباندن وسایل به هم استفاده می شود

(1) Toggle Switch (اختیاری - من از آن برای روشن و خاموش کردن Arduino استفاده می کنم)

مرحله 2: موقعیت سنسورها

ابتدا ، می خواهید سنسورها را به درستی قرار داده و محکم کنید. من (1) سنسور رو به جلو ، (2) سنسورهای زاویه دار حدود 45 درجه ، و (2) سنسورها در کناره های ماشین دارم. من براکت های نصب برای طرفین و جلو را به صورت سه بعدی چاپ کردم و از چسب حرارتی برای محکم کردن سنسورهای جلو زاویه دار استفاده کردم زیرا چسب حرارتی رسانا نیست. براکت های نصب شده برای دو طرف و جلو قابل بارگیری و چاپ سه بعدی هستند.

مرحله 3: تخته نان و پتانسیومتر را اضافه کنید

در مرحله بعد ، قبل از شروع سیم کشی ، می خواهید تخته نان و پتانسیومتر کنترل سرعت را اضافه کنید. این جایی است که من از یک تخته نان کوچک و +/- از یک نانبرد دیگر به دلیل فضای روی بدنه ماشین استفاده کردم ، اما یک نان برد استاندارد نیز بسیار خوب عمل می کند.

مرحله 4: همه چیز را سیم کشی کنید

این یکی احتمالاً بزرگترین مرحله است و یک سیم اشتباه می تواند باعث عملکرد نادرست خودرو شود. برای راهنمایی بیشتر به نمودار Fritzing بالا مراجعه کنید.

با اتصال پین 5 ولت آردوینو خود به ریل مثبت روی تخته نان و پین GND آردوینو خود را به ریل منفی تخته نان شروع کنید.

در مرحله بعد ، سنسورهای سونار را سیم کشی کنید. سنسورهای HC-SR04 هریک از چهار پین خود دارای برچسب هستند. آن ها هستند:

VCC - قدرت 5 ولت

Trig - محرک برای ارسال پالس اولتراسونیک به بیرون

اکو - پین دریافت کننده که طول نبض را اندازه گیری می کند

GND - پین زمین

برای این کار از سیم های Dupont زن و مرد استفاده کنید. هر یک از پایه های VCC باید به ریل ورق مثبت و هر یک از پایه های GND باید به ریل منفی نان متصل شوند. من از سیمهای دوپونت زن و مرد اضافی به عنوان توسعه دهنده برای این قسمت استفاده کردم زیرا مشکلی داشتم که برخی از سیمها به اندازه کافی طولانی نبودند.

بعد ، پین Trig و Echo را به آردوینو وصل کنید. این موارد به پین های دیجیتالی آردوینو متصل می شوند:

سنسور مرکز جلو:

راه اندازی - پین 6

اکو - پین 7

سنسور سمت چپ:

تریگ - 4

اکو - 5

سنسور سمت راست:

تریگ - 2

اکو - 3

سنسور چپ جلو:

تریگ - 10

اکو - 11

سنسور جلو راست:

تریگ - 9

اکو - 8

در مرحله بعد ، سروو فرمان ، موتور ESC و پتانسیومتر کنترل سرعت را سیم کشی کنید.

ابتدا با سروو فرمان شروع کنید. سرووی ماشین من سیم های قرمز ، نارنجی و قهوه ای داشت. رنگها ممکن است کمی متفاوت باشند ، اما همه آنها به طور مشابه به هم متصل می شوند:

سیم قهوه ای (زمین) - به ریل تخته نان منفی وصل شوید

سیم قرمز (قدرت 5 ولت) - به ریل نان 5 ولت متصل شوید

سیم نارنجی (سیگنال) - به پین 13 در آردوینو خود متصل شوید

ESC - یا کنترل کننده الکترونیکی سرعت - که موتور را کنترل می کند به طور مشابه سیم کشی شده است. در این حالت ، سیم ها سفید ، قرمز و سیاه هستند.

سفید (سیگنال) - به پین 12 در آردوینو خود متصل شوید

قرمز (5 ولت) - به هیچ چیزی وصل نشوید. به دلیل افزایش جریان الکتریسیته که با توقف موتور به عقب جریان می کند ، 5 ولت نباید متصل شود. می توانید پورت USB یا احتمالاً Arduino خود را سرخ کنید.

سیاه (زمین) - اتصال به ریل ورق منفی

در نهایت ، پتانسیومتری را که زودتر روی تخته نان خود قرار داده اید سیم کشی کنید. اعداد کوچک احتمالاً در جایی روی آن چاپ شده است. باید به صورت زیر سیم کشی شود:

1 (پین سمت چپ) - به ریل ورق منفی وصل شوید

2 (پین وسط) - به پین A0 در Arduino خود متصل شوید

3 (پین سمت راست) - به ریل ورق ورق مثبت متصل شوید

سیم کشی بسیار آشفته به نظر می رسد ، بنابراین اگر می خواهید مدیریت سیم را انجام دهید ، اکنون زمان انجام این کار است.

مرحله 5: تغذیه آردوینو

در مرحله بعد ، شما می خواهید یک راه حل قدرت برای آردوینو تنظیم کنید. در این پروژه از دو منبع تغذیه جداگانه استفاده شده است: باتری ماشین و باتری آردوینو. در این مورد ، من از (6) باتری AA 1،2 ولت قابل شارژ به صورت سری استفاده کردم. پاوربانک های قابل حمل تلفن همراه نیز کار خواهند کرد ، فقط مطمئن شوید که یک کابل دارید که به پورت USB آردوینو شما متصل می شود (مانند مینی USB).

لطفاً توجه داشته باشید که باتری های 9 ولت با این پروژه کار نمی کنند. با توجه به نحوه طراحی باتری های 9 ولت ، ولتاژ کافی برای کارکرد آردوینو کافی است ، اما جریان خروجی از باتری باعث می شود که در مدت زمان کوتاهی از بین برود. همچنین با راه اندازی مجدد تصادفی باتری 9 ولت مشکلی داشتم.

اگر از راه حلی که من استفاده کردم استفاده کردید ، به موارد زیر نیاز دارید:

(6) باتری های AA (باتری های قلیایی نیز خوب کار می کنند)

نگهدارنده باتری AA برای همه (6) باتری. این یکی عالی عمل می کند و حتی نیازی به استفاده از آهن لحیم کاری ندارد. برای منبع تغذیه ای که داشتم ، 3 عدد نگهدارنده دو باتری را با زنجیر متصل کردم ، سیمهای مثبت/منفی را با هم لحیم کردم ، دوشاخه برق DC را از آداپتور باتری 9 ولت برداشتم و در نهایت مثبت و منفی آن را لحیم کردم. سیم ها. سپس برای سهولت روشن و خاموش کردن آردوینو ، یک کلید برق را به صورت سری با منبع تغذیه لحیم کردم. این کاملا اختیاری است.

مرحله 6: برنامه Arduino را بارگذاری کنید

در مرحله بعد ، باید برنامه را در Arduino بارگذاری کنید. برنامه را از اینجا بارگیری کرده و از طریق Arduino IDE آن را در Arduino خود بارگذاری کنید.

برای کسانی از شما که ممکن است به دنبال اصلاح کد باشند ، من برخی از شبه کد ها را توضیح داده ام که هر قسمت را توضیح می دهد.

ویرایش 25/9/18 - برنامه دوم را اضافه کردم تا بتواند در وسط دو دیوار حرکت کند. به دلیل عدم دسترسی به ماشین ، این شانس را ندارم که کد را امتحان کنم ، اما با خیال راحت آن را آزمایش کنید.

مرحله 7: همه چیز را وصل کرده و روشن کنید

در نهایت ، شما باید همه چیز را به برق متصل کنید. ابتدا باتری خودرو را به خودرو وصل کرده و ESC خود را روشن کنید. ESC باید بوق بزند و نشان دهد که آماده "مسلح" شدن توسط آردوینو است. در مرحله بعد ، آردوینو را فعال کنید. ESC باید سه بار بوق بزند و چرخها باید شروع به چرخیدن کنند. اگر ESC بوق می زند ، اما چرخ ها شروع به چرخیدن نمی کنند ، پتانسیومتر را به راست بچرخانید تا سرعت افزایش یابد. اگر ماشین خیلی سریع حرکت می کند ، پتانسیومتر را به چپ بچرخانید.

اگر پتانسیومتر بر خلاف آنچه باید عمل کند ، می توانید سیمهای مثبت و منفی را بچرخانید تا این مشکل حل شود.

در این ویدئو کارکرد ماشین ، نحوه تغییر سرعت و دستور روشن کردن آن نشان داده می شود.